CN202040921U

CN202040921U - 具有空气置换功能的卧式热泵热水系统

Info

Publication number: CN202040921U
Application number: CN2011201225470U
Authority: CN
Inventors: 高云程
Original assignee: ENERGY-SAVING TECHNOLOGY CO LTD SHAANXI WELLMORE
Current assignee: ENERGY-SAVING TECHNOLOGY CO LTD SHAANXI WELLMORE
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2021-04-22

Abstract

本实用新型公开了一种具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，包括一个能量回收装置，及与该能量回收装置相连的控制器和一个冷媒循环系统，能量回收装置为设有两个进风口、两个出风口的密闭腔体，在该密闭腔体中设置有热泵蒸发器和离心风机，所述热泵蒸发器与冷媒循环系统连通构成一个制冷闭合循环通路；所述控制器分别与能量回收装置及冷媒循环系统相连，从而实现对卧式热泵热水系统的控制。该系统将新风换气技术、热泵技术、空气流向控制、空气流量分配技术有机的集成在一起，通过电动风门的控制，有效提高机组的热工性能和可靠性，其使用寿命长，排风中热量回收率大，机组能效比高，节能效果好。

Description

具有空气置换功能的卧式热泵热水系统

技术领域

本实用新型属于新风换气及热泵领域，具体涉及一种空气流向控制、流量分配、采用正、负压新风换气及排风冷热量回收的、具有空气置换功能的卧式热泵热水系统。

背景技术

随着国民收入和生活水平的提高，人们对生活品质和居住环境提出了更高的要求，越来越多的住宅开始追求居住环境的空气品质，而有些时候使用开窗通风换气并不容易实现内外气流的完全交换，因此安装机械式新风换气装置逐渐成为一种需求。机械式新风换气装置可以根据需要启动或关闭换气功能。采用单向流新风换气机，价格便宜、有很多住宅安装使用。单向流新风机以负压方式送风，采用上送风、上排风，通过安装在外墙或外窗上的自平衡进风器，进行新风置换，换气效果不理想；单向流新风换气机不具备热回收能力，能量损失较多。

空气源热泵热水器通过吸收空气中的热量来制造热水，水电分离、安全可靠，节能显著，一年四季都可以使用。但在温差比较大的地区，空气源热泵热水器工况比较恶劣，冬季机组工作在高压比区域，夏季机组工作在高负荷区域，高压比和高负荷影响压缩机使用寿命和系统年均能效比；热泵系统长期在大压比和高负荷下运行，影响机组使用寿命。

随着高层住宅的不断增加，在室外安装热泵热水器和蓄热水箱也比较困难，安装在阳台内，占用昂贵的住宅面积，安装在室外则比较困难，甚至有一定的危险性。

简单地将新风换气功能和热泵功能合并在一起，并不能有效解决热泵机组运行时风量需求大，新风换气时风量需求小的矛盾。如果将热泵运行时需求的风量全部送入室内或全部由室内引出，在冬、夏两季则会造成能量浪费大，室内温度波动大，舒适性不好的缺点。

将新风换气功能、空气源热泵热水器、空气流向控制、空气流量分配功能集合成一个系统，包含新风换气功能和热泵热水功能，在夏季可以回收热泵系统排出的冷量，冬季吸收排风中的热量，通过改变送风方式，提高新风换气效率，使系统具备更好的节能效果，同时降低热泵运行时对室内环境的影响，显得非常有意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术现状而提供一种具备送风能力、可以单独运行新风换气功能或热泵热水功能，又可以回收热泵系统排出的冷量以及可以利用新风换气时室内空气中的热量来改善压缩机的运行工况又不对室内环境温度产生较大影响的卧式热泵热水系统；同时，简化系统结构、减少设备采购成本。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的：

具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，包括一个能量回收装置，及与该能量回收装置相连的控制器和一个冷媒循环系统，其特征在于：所述能量回收装置为设有两个进风口、两个出风口的密闭腔体，在该密闭腔体中设置有热泵蒸发器和离心风机，所述热泵蒸发器与冷媒循环系统连通构成一个制冷闭合循环通路；所述控制器分别与能量回收装置及冷媒循环系统相连，从而实现对卧式热泵热水系统的控制。

本实用新型进一步的特征在于：

所述两个进风口和两个出风口之间分别设置有减速电机，各减速电机分别连接有电动风门；减速电机分别与控制器相连。

所述能量回收装置为设置有热泵蒸发器、离心风机和电加热器的密闭腔体。

所述能量回收装置为设置有热泵蒸发器、离心风机和水盘管的密闭腔体。

所述能量回收装置为设置有热泵蒸发器、离心风机、电加热器和水盘管的密闭腔体。

所述离心风机设置在进风口与热泵蒸发器之间，或离心风机设置在热泵蒸发器与出风口之间。

所述冷媒循环系统包括依次通过管路相连构成闭合循环通路的压缩机、设置于加热水箱中的冷凝器、储液器和节流组件；其中，压缩机与控制器相连。

冷媒循环系统中，不设置用于除霜的四通换向阀，简化制冷系统，提高系统可靠性，采用室内热空气或电加热器除霜。

所述热泵蒸发器的一侧、热泵蒸发器与进风口之间及加热水箱内侧分别设置有温度传感器，温度传感器分别与控制器相连。

所述卧式热泵热水系统采用将能量回收装置与包括压缩机、储液器、节流组件、设置有冷凝器的加热水箱构成的冷媒循环系统组装在一起，形成一体式结构。

所述卧式热泵热水系统采用将能量回收装置与压缩机、储液器和节流组件连接组装在一起，再与包括设置有冷凝器的加热水箱组装形成的整体通过冷媒连接管路连接，形成分体式结构；

所述卧式热泵热水系统采用将能量回收装置作为一个整体，再与包括压缩机、储液器、节流组件和设置有冷凝器的加热水箱组装形成的整体通过冷媒连接管路连接，形成分体式结构。

本实用新型设计的具有新风置换功能的卧式热泵热水系统，其新风换气原理和热泵热水器工作原理与典型的新风换气机和蒸汽压缩式循环相同。只是将新风换气功能，冷、热回收功能，空气流向控制、流量分配功能集成到一个设备中，共用一个排风电机和排风通道，可节省一个排风电机，降低成本。

在本实用新型的技术方案中，具备以下明显的优点：

1、将新风换气技术、热泵技术、空气流向控制、空气流量分配技术有机的集成在一起，通过电动风门的控制，可以有效解决热泵机组运行时风量需求大，新风换气时风量需求小的矛盾。

2、夏季利用室内回风和室外进风进行混合，降低机组的进风温度，回收热泵机组的冷量及进风中的热量，改善热泵机组夏季运行负荷大的缺点，将进风温度预冷后送入室内，可以有效减小室内温度的波动，不影响室内舒适度。

3、冬季利用室内排风和室外进风进行混合，提高机组的进风温度，改善热泵机组的运行工况，降低机组运行压比，提高机组的热工性能和可靠性，延长机组使用寿命；回收排风中的热量，提高机组能效比，达到节能效果。

4、机组吸收的热量是外部空气中的热量和新风换气时排向室外的污浊空气中的热量之和，因此热泵机组的运行对室内温度影响不大，不影响室内舒适度。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的技术方案做进一步描述。

图1为本实用新型实施例1结构示意图；

图2为本实用新型实施例2结构示意图；

图3为本实用新型实施例3结构示意图；

图4为本实用新型实施例4结构示意图。

图中：1、能量回收装置，2、离心风机，3、热泵蒸发器，4、温度传感器I，5、电加热器，6、温度传感器II，7、进风口I，8、减速电机I，9、进风口II，10、电动风门I，11、电动风门II，12、出风口II，13、减速电机II，14、出风口I，15、控制器，16、压缩机，17、加热水箱，18、温度传感器III，19、冷凝器，20、水盘管，21、储液器，22、节流组件，23、冷凝水接水盘。

具体实施方式

以下结合具体实施例对机组的结构及工作原理做出进一步说明，下述实施例仅用于说明本实用新型的技术特点，并不限制本实用新型的实施范围。

本实用新型的实施例1是如图1所示的结构。

实施例1如图1所示，采用本实用新型设计的具有空气流向控制、空气流量分配，具备新风换气及能量回收功能的卧式热泵热水系统，包括一个能量回收装置1，及与该能量回收装置1相连的控制器15和一个冷媒循环系统，其中：能量回收装置1为设有两个进风口(进风口I7和进风口II9)、两个出风口(出风口I14和出风口II12)的密闭腔体，在该密闭腔体中设置有热泵蒸发器3和离心风机2，离心风机2设置在热泵蒸发器3与出风口之间，热泵蒸发器3分别与冷媒循环系统的压缩机16、设置于加热水箱17中的冷凝器19、储液器21和节流组件22连通构成一个制冷闭合循环通路；控制器15分别与能量回收装置1及冷媒循环系统相连，从而实现对卧式热泵热水系统的控制。

两个进风口(进风口I7和进风口II9)和两个出风口(出风口I14和出风口II12)之间分别设置有减速电机(减速电机I8和减速电机II13)，各减速电机分别连接有电动风门(电动风门I10和电动风门II11)；电动风门I10控制进风口I7和进风口II9；电动风门II11控制出风口I14和出风口II12。电动风门由减速电机控制风门，减速电机I8和减速电机II13分别与控制器15相连，减速电机在控制器15的驱动下，可顺时针或逆时针运行；通过减速电机旋转带动风门开启、关闭或部分关闭风口。驱动风门的减速电机I8、减速电机II13采用步进电机，电动风门I10、电动风门II11为结构加强型平板。

开启电动风门或关闭电动风门，均由减速电机带动电动风门控制，减速电机I8带动电动风门I10控制进风口I7和进风口II9，减速电机II13带动电动风门II11控制出风口I14和出风口II12。

机组的进风口I7通过室外进风管连接到室外进风口，进风口II9通过室内进风管连接到室内进风口；机组的出风口I14通过室外出风管连接到室外出风口，出风口II12通过室内出风管连接到室内送风口；住宅外墙或外窗上安装有自平衡进、出风口。

冷媒循环系统包括依次通过管路相连构成闭合循环通路的压缩机16、设置于加热水箱17中的冷凝器19、储液器21和节流组件22；其中，压缩机16与控制器15相连。

冷媒循环系统中，不设置用于除霜的四通换向阀，简化制冷系统，提高系统可靠性。

热泵蒸发器3一侧、热泵蒸发器3与进风口I 7之间及加热水箱17内侧分别设置有温度传感器I4、温度传感器II6和温度传感器III18。温度传感器II6放置在能量回收装置1中，位于蒸发器3迎风面前边；温度传感器I4安装在蒸发器3一侧U形弯管处，温度传感器III18放置在加热水箱17内胆内部的中下部(通过盲管与水隔离)。温度传感器I4、温度传感器II6、温度传感器III18、减速电机I8、减速电机II13、离心风机2、压缩机16均与控制器15相应接口连接。

热泵蒸发器3位于进风口和出风口之间、热泵蒸发器3底部设有冷凝水接水盘23。能量回收装置1箱体中的离心风机2采用高静压可调速离心风机。

本实用新型的热泵蒸发器3采用翅片管结构，进风口I7、进风口II9、出风口I14、出风口II12采用圆形孔。

在本实用新型的技术方案中，机组采用一体式结构，即将能量回收装置1、压缩机16、储液器21和节流组件22、包含冷凝器19的加热水箱17组装在一起形成一个整体。

在本实用新型的技术方案中，机组也可以采用分体式结构，即将能量回收装置1、压缩机16、储液器21和节流组件22组装形成一个整体，包含冷凝器19的加热水箱17组装形成一个整体，两者通过冷媒连接管路连接，形成一个完整的冷媒循环系统。

在本实用新型的技术方案中，机组采用分体式结构还可以是，卧式热泵热水系统采用将能量回收装置1作为一个整体，再与包括压缩机16、储液器21、节流组件22和设置有冷凝器19的加热水箱17组装形成的整体通过冷媒连接管路连接，形成分体式结构。

在本实用新型的技术方案中，机组采用卧式结构、室内顶置式安装方式，安装方便，减少安装风险或节省住宅地面面积，特别适合在高层建筑中使用，适宜推广应用。

本实用新型的第二个实施例是如图2所示的结构：

实施例2如图2所示，包括一个能量回收装置1，及与该能量回收装置1相连的控制器15和一个冷媒循环系统，其中：能量回收装置1为设有两个进风口(进风口I7和进风口II9)、两个出风口(出风口I14和出风口II12)的密闭腔体，在该密闭腔体中设置有热泵蒸发器3、电加热器5和离心风机2，热泵蒸发器3分别与冷媒循环系统的压缩机16、设置于加热水箱17中的冷凝器19、储液器21和节流组件22连通构成一个制冷闭合循环通路；控制器15分别与能量回收装置1及冷媒循环系统相连。本实施例的电加热器5与控制器15相连。

本实施例的冷媒循环系统结构同实施例1。其工作过程同实施例1，所不同的是在能量回收装置1中增设了电加热器5后，当热泵蒸发器3需要除霜而室内热空气温度比较低，不能满足除霜要求或除霜时间比较长时，启动电加热器5加热流过热泵蒸发器3的空气温度，快速除霜。

本实用新型的第三个实施例是如图3所示的结构：

实施例3如图3所示，包括一个能量回收装置1，及与该能量回收装置1相连的控制器15和一个冷媒循环系统，其中：能量回收装置1为设有两个进风口(进风口I7和进风口II9)、两个出风口(出风口I14和出风口II12)的密闭腔体，在该密闭腔体中设置有热泵蒸发器3、水盘管20和离心风机2，水盘管20采用翅片管结构；热泵蒸发器3分别与冷媒循环系统的压缩机16、设置于加热水箱17中的冷凝器19、储液器21和节流组件22连通构成一个制冷闭合循环通路；控制器15分别与能量回收装置1及冷媒循环系统相连。本实施例的水盘管20与空调冷热水系统连通。

本实施例的冷媒循环系统结构同实施例1。其工作过程同实施例1，所不同的是在能量回收装置1中增设了水盘管20后，将空调冷热水送入水盘管20，采用正压送风时，夏季降低新风进风温度和湿度、冬季提高新风进风温度，减少新风置换对室内舒适度的影响。

本实用新型的第四个实施例是如图4所示的结构：

实施例4如图4所示，包括一个能量回收装置1，及与该能量回收装置1相连的控制器15和一个冷媒循环系统，其中：能量回收装置1为设有两个进风口(进风口I7和进风口II9)、两个出风口(出风口I14和出风口II12)的密闭腔体，在该密闭腔体中设置有热泵蒸发器3、电加热器5、水盘管20和离心风机2，离心风机2设置在进风口与热泵蒸发器3之间；热泵蒸发器3分别与冷媒循环系统的压缩机16、设置于加热水箱17中的冷凝器19、储液器21和节流组件22连通构成一个制冷闭合循环通路；控制器15分别与能量回收装置1及冷媒循环系统相连。本实施例的电加热器5与控制器15相连，水盘管20与空调冷热水系统连通。

本实施例的冷媒循环系统结构同实施例1。所不同的是在能量回收装置1中增设了电加热器5和水盘管20后，将空调冷热水送入水盘管20，采用正压送风时，夏季降低新风进风温度和湿度、冬季提高新风进风温度，减少新风置换对室内舒适度的影响。当热泵蒸发器3需要除霜而室内热空气温度比较低，不能满足除霜要求或除霜时间比较长时，启动电加热器5加热流过热泵蒸发器3的空气温度，快速除霜。

在本实用新型的技术方案中，通过电动风门控制进风口与出风口的状态，经过能量回收装置的空气流动方式有6种：

方式1、空气从室外排向室外

进风口I7导通，进风口II9关闭，出风口I14导通，出风口II12关闭；室外空气经室外进风口——室外进风管——能量回收装置1——室外出风管——室外出风口——排向室外。

方式2、空气从室外排向室内

进风口I7导通，进风口II9关闭，出风口I14关闭，出风口II12导通；室外空气经室外进风口——室外进风管——能量回收装置1——室内出风管——室内出风口——排向室内。

方式3、空气从室内排向室外

进风口I7关闭，进风口II9导通，出风口I14导通，出风口II12关闭；室内空气经室内进风口——室内进风管——能量回收装置1——室外出风管——室外出风口——排向室外。

方式4、空气从室内排向室内

进风口I7关闭，进风口II9导通，出风口I14关闭，出风口II12导通；室内空气经室内进风口——室内进风管——能量回收装置1——室内出风管——室内出风口——排向室内。

方式5、室外空气与室内空气混合后排向室外

进风口I7开启或部分开启，进风口II9开启或部分开启，出风口I14导通，出风口II12关闭；室外空气经室外进风口——室外进风管——进入能量回收装置1；室内空气经室内进风口——室内进风管——进入能量回收装置1，经能量回收装置1混合后的空气经室外出风管——室外出风口——排向室外。

方式6、室外空气与室内空气混合后排向室内

进风口I7开启或部分开启，进风口II9开启或部分开启，出风口I14关闭，出风口II12导通；室外空气经室外进风口——室外进风管——进入能量回收装置1；室内空气经室内进风口——室内进风管——进入能量回收装置1；经能量回收装置1混合后的空气经室内出风管——室内出风口——排向室内。

在本实用新型的技术方案中，控制系统设置有温度传感器I、温度传感器II、温度传感器III、减速电机I开关、减速电机II开关，电加热器开关，离心风机开关、压缩机开关等接口。控制器设置有新风模式、热水模式、自动模式。

在本实用新型的技术方案中，热泵热水系统工作在室内环境下，机组工况较蒸发器3放置在室外的空气源热泵热水机组有明显改善，冬季机组进风温度比外界环温高，夏季机组进风温度比外界环温低，受环温影响小，制热量大，能效比高，因此可以选用小功率的压缩机，噪声较小，适合安装在室内。

本实用新型机组的运行如下：

新风模式：开启进风口I7，关闭进风口II9，开启出风口II12，关闭出风口I14；离心风机2运行，室外空气经过室外进风口，室外进风管，能量回收装置1，室内出风管，送至室内。室外空气以正压方式向室内送入，同时室内污浊的空气通过安装在住宅外墙或外窗上的自平衡风口排向室外。

热水模式：温度传感器III18的温度低于设定要求时，开启进风口I7，关闭进风口II9，开启出风口I14，关闭出风口II12；离心风机2运行，热泵系统启动。室外空气经室外进风口，室外进风管，能量回收装置1，室外出风管，室外出风口排出。

自动模式：

1、温度传感器II6检测的进风温度大于程序设定的上限温度时，开启进风口II9，关闭进风口I7，开启出风口II12，关闭出风口I14；离心风机2运行，热泵系统启动。室内空气经室内进风口，室内进风管，能量回收装置1，室内出风管，送至室内，进行内部循环；循环时间超过程序设定时，进风口I7部分开启，进风口II9部分关闭，室外空气与室内空气在能量回收装置中混合后，以正压送入室内，室内污浊空气由自平衡进风口排向室外。

2、温度传感器II6检测的进风温度介于程序设定的温度区间I时，开启进风口I7，关闭进风口II9，关闭出风口I14，开启出风口II12，离心风机2运行，热泵系统启动。室外空气经过室外进风口，室外进风管，能量回收装置1，室内出风管，送至室内。室内污浊空气由自平衡进风口排向室外；

3、温度传感器II6检测的进风温度介于程序设定的温度区间II时，开启进风口II9，关闭进风口I7，开启出风口I14，关闭出风口II12；离心风机2运行，热泵系统启动。利用排风形成的室内负压，全部新风由自平衡进风口进入室内，污浊空气经室内进风口，室内进风管，能量回收装置1，室外出风管，室外出风口排向室外。

4、温度传感器II6检测的进风温度低于程序设定的下限温度时，进风口I7开启或部分开启，进风口II9开启或部分开启，出风口I14开启，出风口II12关闭；离心风机2运行，热泵系统启动。利用排风形成的室内负压，部分新风由自平衡进风口进入室内，污浊空气经室内进风口，室内进风管，能量回收装置，室外出风管，室外出风口排向室外。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，包括一个能量回收装置(1)，及与该能量回收装置(1)相连的控制器(15)和一个冷媒循环系统，其特征在于：所述能量回收装置(1)为设有两个进风口、两个出风口的密闭腔体，在该密闭腔体中设置有热泵蒸发器(3)和离心风机(2)，所述热泵蒸发器(3)与冷媒循环系统连通构成一个制冷闭合循环通路；所述控制器(15)分别与能量回收装置(1)及冷媒循环系统相连，从而实现对卧式热泵热水系统的控制。

2.根据权利要求1所述的具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，其特征在于：所述两个进风口和两个出风口之间分别设置有减速电机，各减速电机分别连接有电动风门；减速电机分别与控制器(15)相连。

3.根据权利要求1所述的具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，其特征在于：所述能量回收装置(1)为设置有热泵蒸发器(3)、离心风机(2)和电加热器(5)的密闭腔体。

4.根据权利要求1所述的具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，其特征在于：所述能量回收装置(1)为设置有热泵蒸发器(3)、离心风机(2)和水盘管(20)的密闭腔体。

5.根据权利要求1所述的具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，其特征在于：所述能量回收装置(1)为设置有热泵蒸发器(3)、离心风机(2)、电加热器(5)和水盘管(20)的密闭腔体。

6.根据权利要求1所述的具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，其特征在于：所述离心风机(2)设置在进风口与热泵蒸发器(3)之间，或离心风机(2)设置在热泵蒸发器(3)与出风口之间。

7.根据权利要求1所述的具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，其特征在于：所述冷媒循环系统包括依次通过管路相连构成闭合循环通路的压缩机(16)、设置于加热水箱(17)中的冷凝器(19)、储液器(21)和节流组件(22)；其中，压缩机(16)与控制器(15)相连。

8.根据权利要求1或7所述的具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，其特征在于：所述热泵蒸发器(3)一侧、热泵蒸发器(3)与进风口I 7之间及加热水箱(17)内侧分别设置有温度传感器，温度传感器分别与控制器(15)相连。

9.根据权利要求1或7所述的具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，其特征在于：所述卧式热泵热水系统采用将能量回收装置(1)与包括压缩机(16)、储液器(21)、节流组件(22)、设置有冷凝器(19)的加热水箱(17)构成的冷媒循环系统组装在一起，形成一体式结构。

10.根据权利要求1或8所述的具有空气置换功能的卧式热泵热水系统，其特征在于：所述卧式热泵热水系统采用将能量回收装置(1)与压缩机(16)、储液器(21)和节流组件(22)连接组装在一起，再与包括设置有冷凝器(19)的加热水箱(17)组装形成的整体通过冷媒连接管路连接，形成分体式结构；

所述卧式热泵热水系统采用将能量回收装置(1)作为一个整体，再与包括压缩机(16)、储液器(21)、节流组件(22)和设置有冷凝器(19)的加热水箱(17)组装形成的整体通过冷媒连接管路连接，形成分体式结构。